Instalación de insertos en ensamblajes de plástico calentamiento frente a ultrasonidos

Debido a una inserción más rápida y a un menor tiempo de enfriamiento, la inserción ultrasónica suele tener un ciclo de trabajo más corto que la inserción térmica al instalar un solo inserto que no ha sido precalentado. Sin embargo, el equipo térmico que precalienta el inserto tendrá un tiempo de instalación comparable al del equipo ultrasónico. Además, al instalar varios insertos simultáneamente, la inserción térmica ofrecerá una mayor productividad.

Tiempo de ciclo corto para insertos pequeños - la instalación ultrasónica suele ser rápida para insertos más pequeños (con un diámetro exterior inferior a 1/4”), y se ralentiza a medida que aumenta el tamaño del inserto.

Puede reutilizarse - las máquinas ultrasónicas suelen volver a utilizarse o adaptarse, pasando de un proceso inicial de soldadura de plástico a plástico a la instalación de insertos.

Intercambiabilidad - Los tamaños y las formas de los casquillos pueden cambiarse fácilmente para adaptarse a diferentes tamaños de insertos.

Fusión insuficiente

• Una sujeción o fijación deficiente de los componentes a menudo provoca el prensado en frío del inserto. Esto ocurre debido a la amortiguación, que se refiere a la disipación de la energía mecánica. El efecto de amortiguación da como resultado una instalación deficiente, ya que la energía mecánica no se localiza adecuadamente alrededor del inserto.

• Cuando los insertos se introducen demasiado rápido, el plástico no tiene tiempo suficiente para fundirse por completo. Este es un problema común en la inserción ultrasónica que a menudo provoca altos niveles de tensión y una mala sujeción dentro del plástico, lo que puede conducir a fallos en la pieza. La falla puede ocurrir durante la instalación, pero el peor escenario es cuando ocurre en el uso final.

• Las fuerzas vibratorias aplicadas a través de la bocina son difíciles de controlar y, en ocasiones, las piezas se introducen en el orificio antes de que se haya producido la fusión. Los daños al inserto o al material plástico que lo contiene pueden ser graves. Aunque los sistemas de control sofisticados pueden ayudar a resolver este problema, pueden casi duplicar el costo de una máquina de inserción ultrasónica que ya es costosa.

• Variaciones leves en el tamaño del inserto y/o del orificio pueden ser suficientes para provocar una fusión insuficiente - incluso cuando se reduce la velocidad de inserción.

Partículas y escamas metálicas – Pueden aparecer partículas y escamas metálicas cuando el sonotrodo ultrasónico vibra contra el inserto y desprende material del mismo.

Ruido excesivo - Problema significativo de ruido causado por el contacto de metal con metal (cuerno ultrasónico con el inserto). Cuanto mayor sea el inserto, más fuerte será el ruido durante la instalación.

Difícil de instalar varios insertos simultáneamente - se vuelve muy costoso, si no imposible, instalar varios insertos al mismo tiempo.

Daños en el inserto – Una frecuencia incorrecta y/o una fuerza descendente inadecuada pueden provocar daños en el inserto. En algunos casos, el sonotrodo ultrasónico puede dañar las roscas del inserto, lo que impide la correcta instalación del tornillo o perno.

Inserciones sin cabeza – Es necesario tener especial precaución al utilizar inserciones sin cabeza para garantizar un contacto adecuado entre la inserción y el sonotrodo. De lo contrario, es probable que se produzcan daños en las roscas internas.

Los cuernos ultrasónicos son costosos - están sujetos al desgaste y su reemplazo resulta muy caro. Es común que su costo supere los 1.000 dólares.

Fiable y constante - Las menores fuerzas de instalación permiten la inserción en piezas de paredes delgadas que podrían dañarse con equipos ultrasónicos. Con ajustes consistentes y regulables de temperatura, fuerza y profundidad, es posible diseñar un inserto instalado con fuerzas de extracción y de torsión predecibles, adaptadas a la aplicación.

Silencioso - el funcionamiento silencioso elimina el ruido intenso asociado con la instalación ultrasónica.

Más económico - las máquinas de instalación por calor son aproximadamente un 50% más baratas que los equipos ultrasónicos similares, ya que son menos complejas y no requieren tantos componentes. La instalación por calor consiste en utilizar una punta calentada, y la fuerza de inserción se aplica neumáticamente con baja presión, generalmente por debajo de 50 libras. La instalación ultrasónica, en cambio, requiere una fuente de alimentación electrónica, temporizadores de control de ciclo, un transductor de energía eléctrica o mecánica y un sonotrodo ultrasónico.

Inserción fácil en cavidades profundas - Las puntas térmicas más largas pueden utilizarse para permitir la inserción en cavidades profundas dentro de una pieza que serían inaccesibles para un sonotrodo ultrasónico.

Versátil 

• El método de instalación por calor es extremadamente adaptable. Las aplicaciones que requieren múltiples insertos en varios planos pueden realizarse con máquinas de calor de tipo plancha. Las aplicaciones de prototipado o de bajo volumen pueden realizarse con una máquina de calor manual.
• Se puede adaptar una amplia gama de tamaños de inserto en la misma máquina cambiando las puntas térmicas intercambiables.
• Se puede instalar cualquier inserto - con cabeza o sin cabeza.
• Los módulos de inserción térmica pueden equiparse con alimentadores vibratorios de cuenco, de modo que el operario no tenga que tocar físicamente el inserto durante todo el proceso de instalación. Los insertos se cargan simplemente en un alimentador vibratorio y avanzan a través del tubo de alimentación hasta una cámara de calentamiento protegida. A continuación, el operario coloca el componente de plástico moldeado en el soporte y activa la máquina para instalar el inserto.
  

  – Esto es sumamente importante para los insertos muy pequeños, que son difíciles de separar y orientar.

Mantenimiento mínimo - las máquinas de calor rara vez necesitan mantenimiento (si es que lo necesitan). Los costos de mantenimiento y repuestos son bajos, las puntas térmicas de repuesto cuestan aproximadamente $55.

Mayor rendimiento - En general, puede esperarse un mayor rendimiento de la instalación térmica debido al “calentamiento total” del inserto. Esto permite que el plástico fundido fluya completamente hacia todas las características de retención. El rendimiento de los insertos instalados por ultrasonidos suele ser inferior, ya que el plástico no logra fluir completamente hacia las características de retención. Esto ocurre debido al calentamiento mínimo generado únicamente en el punto de interferencia entre el inserto y el material base.

Tiempo de proceso más largo - El tiempo de proceso ligeramente mayor de la inserción por calor para la instalación de un solo inserto (cuando el inserto no está precalentado) se compensa con sus numerosas ventajas frente a la instalación por ultrasonidos.

La flexibilidad, la consistencia, el alto rendimiento y el precio del inserto por calor lo convierten en la mejor opción para instalar insertos en plástico en muchas aplicaciones.

Debido a la gran variedad de combinaciones de tipos Hasta un 75 % del rendimiento del inserto depende directamente de la calidad de su instalación; por ello, todos los factores que afectan al proceso de instalación deben controlarse cuidadosamente para maximizar su rendimiento. Dada la gran variedad de combinaciones de tipos de insertos, tipos de plásticos y requisitos de rendimiento, se recomienda que los fabricantes colaboren con expertos del sector en sistemas de fijación y ensamblaje de productos con insertos. La elección adecuada del inserto y del proceso de instalación puede marcar la diferencia entre una falla de la pieza en servicio y la integridad de la pieza durante toda la vida útil del conjunto.